基于横向冲击下钢梁的冲击荷载研究

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1、中国农业大学硕士学位论文横向冲击下钢梁的冲击荷载研究姓名：张云鹏申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：剧锦三20070501摘要对梁的弹性冲击问题，已有的文献只考虑了截面翘曲变形，忽略了粱的高度方向和宽度方向的应变，而这会使计算结果在一定范罔内存在较大误差。为此，本文采用ABAQUS显示计算模块中的实体单元建立模型，可以考虑杆和粱碰撞过程中的应力波传递特征和充分考虑二者闻的接触变形。首先应用应力波动理论以及前人得到的结论来验证本文数值计算方法的有效性，在此基础上，讨论考虑接触变形的两端同支粱受到杆横向冲击时的冲击荷载，重点研究梁的高度效应

2、对冲击荷载的影响及其影响范围，分析梁的跃度、高度、宽度三种尺寸对冲击荷载的影响，得出冲击力在不同参数时的变化规律。对于材质完全相同的杆和梁正中横向撞击：若梁高大于杆长，冲击力将随着杆的整体质量(整体质量随杆长变化)的增大而增大，但与粱的高度无关；反之，则冲击力与杆的整体质量无关，却随着梁的高度的增加而增大。若粱长小于杆长，则冲击力随着梁长的增加而减小；反之，冲击力不随梁长变化。若梁长小于2倍的杆长，则梁的长度对接触力具有显著影响；反之，接触力与梁的长度无关。若梁宽小于杆长与杆宽(杆沿着梁宽度方向的尺寸)之和，则冲击力随着粱宽度的增加而增大；反

3、之，冲击力不随梁宽的变化而变化。若粱宽小于2倍杆长与杆宽的和，则粱宽对接触力具有显著影响；反之，接触力与粱的宽度无关。本文还就梁的材料性质单独对冲击荷载的影响进行了计算．得出冲击力随着梁的弹性模晕和密度的增大而增大的定性关系。关于冲击力与杆的材料性质及轩、梁相同材料性质之间的定最关系与已有的理论和结论吻合得很好。关键词：冲击力，接触力，应力波，高度效应，数值模拟ⅡAbstractAsfortheanalysisoflateralimpactedelasticbeambybar,thewarpdeformationsonthecrosssect

4、ionwereconsideredandthestrainsalongtheheightdirectionandwidthdirectionofthebeamwereneglectedinthepreviousstudy．Usingthesemethodstoanalyzethetransientresponseandcontactloadcallcansesomeerrors．SothesolidelementsinABAQUS／Explicitcalculationmodulnsarcusedtoinvestigatethepropaga

5、tionofthestresswavesinbothbarandbeamandthecontactdeformationsontheinterface．Atfirst，thenumericalmethodusedinthisdissertationisavailablebybeingcomparedwithexistingtheoriesandconclusions，andthentheimpactloadandcontactloadarecalculatedaswellasthecontactdeformationsareconsidere

6、d．whenthetwoendsofbeamarefixedcompletely．Theeffectofbeamheight'lengthandwidthhaveontheimpactloadarestressedandanalyzed．Someconclusionswhenthebarimpactsbeamwiththesamematerialaredrawnasfollows：Ifthebeam'sheightislargerthanthebar’slength,theimpactloadwillincreasewiththeaggran

7、dizementofthebar’Squalitywhichvarieswiththebar’Slength．butwillhavenothingtodowiththeheightofthebeam；otherwise，theimpactloadwillhavenothingtodowiththebar’squality．butwillincreasewiththeaggrandizementofthebeam’Sheight．Ifthebeam'slengthissmallerthanthebar’Slength，theimpactload

8、willdecreasewiththeaggrandizementofthebeam’Slength；otherwise,theimpactloadwillnotv